新型捞渣机链条张紧与止退装置的开发与应用

2017-06-15郭俊海贾少刚娄海涛胡亚威米志伍张兴郑伟

综合智慧能源 2017年5期

关键词：张紧链条油缸

郭俊海，贾少刚，娄海涛，胡亚威，米志伍，张兴，郑伟

(1.安徽华电宿州发电有限公司，安徽宿州 234000； 2.湖州职业技术学院机电与汽车工程学院，浙江湖州 313000)

新型捞渣机链条张紧与止退装置的开发与应用

郭俊海1，贾少刚2，娄海涛1，胡亚威1，米志伍1，张兴1，郑伟1

(1.安徽华电宿州发电有限公司，安徽宿州 234000； 2.湖州职业技术学院机电与汽车工程学院，浙江湖州 313000)

捞渣机链条张紧装置故障频繁导致机组被迫停运或降负荷运行，研究发现张紧装置的自动液压系统无泄压收缩止退及备用张紧功能，故障时会导致捞渣机链条脱落等问题。对张紧装置进行了优化改进，在捞渣机张紧架上方新增一套齿条棘爪止退和涡轮蜗杆升降机构，该机构在液压系统故障泄压时具有收缩止回及手动张紧功能。张紧装置改进后捞渣机故障小时数比改进前减少了91.8%，2台机组年发电量可增加20 GW·h，机组的安全可靠性和经济性均显著提升。

捞渣机；张紧装置；液压；止退

1 捞渣机链条张紧装置概况

安徽华电宿州发电有限公司一期2×630 MW超临界机组配备SZ-GL-60型水浸式液力驱动可移动型刮板式捞渣机。该捞渣机正常连续运行时排渣量为15～20 t/h，头部提升角度为34°，可将渣提升到16.2 m后由刮板拉出捞渣机，经渣仓脱水后的湿渣由汽车外运至灰场。捞渣机尾部的链条自动液压张紧装置在一定的油压设定值下可自动调节，捞渣机链条长度发生变化时可提供恒定的张力[1-4]，以保证捞渣机的稳定运行，目前此类自动液压张紧装置已在发电企业和工矿企业中普遍应用。

链条自动张紧装置用来保证链条与主动链轮轮齿、导链轮及尾轮接触的位置合理且松紧程度合适，使整个链条传动系统安全、平稳运行[5]。自动液压张紧装置通过油压来自动控制油泵启停，为油缸和蓄能器提供一定范围内压力恒定的液压油，油缸安装在张紧链轮上，用于控制链条的松紧，蓄能器中存有一定压力的油，可补充系统中的油损耗。

2 链条张紧装置存在的问题与分析

2.1 链条张紧装置存在的问题

自动液压链条张紧装置实际运行时存在以下问题。

(1)液压系统故障会使油缸卸油时张紧轮突然下落，链条失去张紧力后无法正常导向运行，捞渣机被迫停运，同时可能损坏张紧轮及张紧架。

(2)捞渣机运行过程中链条的张紧力是随着负载的变化而变化的，因此承受张紧力的油缸会随着张紧力的变化而上下浮动，导致链条及张紧轮磨损加剧[6]，如图1所示。

(3)当两侧的链条磨损不一致时，因油缸的推力相同，油缸行程会出现不一致的情况，造成两侧张紧轮不在同一水平线上[7]，严重时会出现掉链而导致捞渣机被迫停运，如图2所示。

图1 张紧轮磨损

图2 链条脱落

2.2 问题分析

火力发电厂中几种常用的捞渣机张紧装置特点对比见表1，结合安徽华电宿州发电有限公司捞渣机张紧装置的实际情况，对其故障原因分析如下。

(1)生产厂家设计理念未跟上现代大工业对设备可靠性要求越来越高的步伐。

(2)液压张紧装置无泄压收缩止回功能，当液压系统油管路漏油或液压油缸内漏不能保证张紧油压时，张紧滑块回缩，张紧轮下落，最终导致捞渣机被迫停运[8]。

(3)液压张紧装置出现故障时无张紧备用手段，导致捞渣机停运且停运时间不可控，给发电机组安全稳定运行带来隐患。

3 优化改进措施

为提高捞渣机张紧装置的可靠性，减少其对锅炉运行的影响，研究确定优化要求如下：(1)原捞渣机张紧机构及张紧架尽量不作改变；(2)张紧液压站或油缸发生故障时应保证张紧轮不会突然滑落，确保捞渣机正常稳定运行；(3)当张紧液压站或油缸发生故障时，机构应能实现链条手动张紧，检修时能实现手动退回下落功能；(4)改进后所加装的张紧机构出现任何故障，原有的液压张紧装置仍然可以正常工作，不受任何影响[9]。

因目前捞渣机张紧装置不能达到理想效果，经过仔细研究，确定了在捞渣机尾部张紧支架上方加装单独的蜗轮齿条棘爪止退张紧机构的方案(如图3、图4所示)，以实现手动张紧、下落、止回的双保险功能。新增的机构为：(1)捞渣机油缸2个，直径为70 cm，油站工作压力为3.5 MPa，油缸最大顶升力为27 kN；(2)蜗轮蜗杆升降机构，型号为SWL2.5，单台升降机提升力为25 kN，2台为50 kN，提升力远大于油缸最大顶升力，能够满足张紧要求。

图4 改进后的张紧装置实物

改进后的张紧装置在原张紧架的上方增加一套齿条棘爪止退机构，在液压站损坏或链条张紧力变化时，保证张紧轮不会突然下落而损坏张紧轮及张紧架，防止链条脱链而导致捞渣机被迫停运。当原液压张紧机构发生故障时，可以采用这套机构控制张紧轮的张紧程度。整套机构在滑道上随滑块向上移动，张紧装置无故障时机构不受力，张紧装置故障时棘爪即刻锁止，有效防止了张紧轮的下落。当张紧装置运行时间较长链条变长时，可通过手动正向盘动涡轮机构进行张紧。捞渣机停运检修时(如截链条)，可退出棘爪，手动反向盘动蜗轮机构将滑块降落，还可以正向盘动某一侧蜗轮机构，人为干预单侧油缸顶升力，以调整刮板偏斜。改进后张紧装置分为2个模块，并且模块功能单独实现，故障不互相关联；液压张紧模块功能正常时，另一模块处于备用不受力状态，液压张紧模块一旦出现异常，另一模块即刻介入，起到双保险的作用[9-11]。该新型链条张紧与止退装置已获得国家实用新型专利[12]。

4 改进效果及经济效益分析

由表2可知，改进前张紧装置故障小时数占捞渣机总故障小时数的87.1%，改进后下降到了31.2%，张紧装置故障降低了91.8%，捞渣机总故障小时数大大降低，链条脱落、导向轮磨损等故障明显减少，由此引发的锅炉出力降低、排烟温度升高等问题基本解决，确保了机组的长周期稳定运行。据此估算，捞渣机张紧装置改进后，2台机组每年降负荷运行时间可减少200 h，每年可减少机组停运1次，2台机组年发电量至少可增加20 GW·h，年增加经济效益约300万元，经济效益十分显著。